北京大学沈波:国内外第三代半导体处于产业爆

2021-12-08 21:00:33 作者:何嘟嘟   阅读:162 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.3ctuan.cn 收集整理
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每经记者:郭荣村 每经编辑:文多

12月7日,由集邦咨询主办的“化合物半导体新应用前瞻分析会”在深圳举行。北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波在分析会上表示,国际国内第三代半导体实现了从研发到规模化量产的成功跨越,正处于产业爆发初期的“抢跑”阶段。

他认为,第三代半导体材料和芯片在我国新基建等领域发挥着重要作用,产业进入快速发展期。但跟国外相比,依然存在不少短板和挑战。

第三代半导体技术和产业蓬勃发展

第三代半导体在国外一般称为宽禁带半导体,以氮化镓和碳化硅半导体材料为主。而我们日常所说的芯片,大多是第一代半导体,制作芯片的晶圆是硅材料。第一代、第二代和第三代半导体并不是替代关系,主要是根据技术和产业发展的时间顺序形成的说法。它们各自在特定领域发挥着作用,目前硅基半导体和集成电路产业依然是主体。只是随着技术和产业的发展,第三代半导体的应用领域越来越广,在一些特定应用场景上,比第一代和第二代半导体更有优势。

沈波说,第三代半导体主要有三大应用领域:分别是光电子、射频电子和功率电子。在这些领域,它有非常好或独到的性能。

他表示,我国提出的新基建七大方向,都与第三代半导体材料和芯片有非常密切的关系,如5G基站、新能源汽车的驱动和充电桩、特高压电网、轨道交通等等,均跟第三代半导体密切相关。

沈波从国际和国内两个维度分析了第三代半导体的发展现状:

从国际上看,第三代半导体正处于产业爆发初期的“抢跑”阶段,主要表现在:第一,第三代半导体材料和芯片已成为军用和民用领域必不可少的战略物资,美日欧等发达国家和地区正在加速抢占全球第三代半导体技术至高点和市场份额;第二,随着第三代半导体材料、芯片、装备等从研发阶段发展到规模化量产阶段,全球资本正在加速进入;第三,国际上第三代半导体产业正在通过上下游企业的深度融合提升竞争力,企业并购频发,产业链整合趋势明显。

从国内看,去年我国第三代半导体产业整体产值达到7000多亿元,其中主要是半导体照明的产值(属于光电子领域,记者注),第三代半导体功率电子和射频电子总产值还只有100多亿元。不过沈波也提到,去年半导体功率电子和射频电子市场快速启动,增长速度均超过50%,技术的快速进步和国家“十四五”期间的“新基建”计划将带动第三代半导体产业进入快速增长期。

面临三大挑战

沈波也谈到了国内外第三代半导体之间的差距。

他说,我们和国际上差距比较大,又很重要的领域之一是碳化硅功率电子芯片。这一块国际上已经完成了多次迭代,虽然8英寸技术还没投入量产,但是6英寸已经是主流技术,二极管已经发展到了第五代,三极管也发展到了第三代,IGBT也已进入产业导入前期。另外车规级的碳化硅MOSFET模块在意法半导体率先通过以后,包括罗姆、英飞凌、科锐等国际巨头也已通过认证,国际上车规级的碳化硅芯片正逐渐走向规模化生产和应用。反观国内,目前真正量产的主要还是碳化硅二极管,工业级MOSFET模块估计到明年才能实现规模量产,车规级碳化硅模块要等待更长时间才能量产。

在谈到我国第三代半导体技术和产业面临的问题和挑战时,他列举了三个方面:一是国际风云变换,逆全球化趋势明显,我国面临技术和产品禁运的高技术领域正被不断扩大,第三代半导体领域的“卡脖子”问题亟待解决,相关产业链安全存在风险;二是在国际上已经进入产业化快速发展阶段的大背景下,我国第三代半导体核心材料、芯片和装备的产业化能力亟待加强和突破;三是我国第三代半导体领域的人才,特别是上游材料、芯片领域的高端人才非常紧缺,市场上抢人大战愈演愈烈,急需国家采取措施尽快培养。

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